ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2005 года по МПК C04B26/18 C09D175/04 

Изобретение относится к производству полимерных композиций и может быть использовано для склеивающих составов с герметизирующими свойствами в строительстве для изготовления пола, кровли и других покрытий из масс, наносимых на месте строительства. Может быть использовано для устройства наливных бесшовных покрытий пола со слабой, умеренной и значительной интенсивностью механических воздействий; для покрытий балконов, лоджий, терасс, крылец и дорожных площадок; для гидроизоляции и защиты от коррозии различных строительных конструкций и трубопроводов, а также может быть изготовлено в виде самостоятельного слоистого материала.

Известна полимерная изоляция с поверхностным упрочненным слоем, в которой компоненты введены в определенной последовательности: полиизоционат с диэтиленгликолем, минеральный наполнитель и гранулы полистирола, а затем триэтаноламин и кремнийорганическая жидкость. Совмещение диэтиленгликоля с полиизоцианатом дает старт реакции образования пенополиуретана и лимитирует все последующие операции изготовления заливочной композиции. Время отверждения полимербетонной изоляции составляет 30-40 минут, что приводит к потере эластичности и низкой гомогенности, разнотолщинности, недолговечности в качестве покрытия. (Авторское Свидетельство СССР №1392049, МПК С 04 В 26/18, 1985 г.).

Известна полимерная изоляция, содержащая полиизоцианат, диэтиленгликоль, диметилкетон, минеральный наполнитель, триэтаноламин и кремнийорганическую жидкость. (Авторское свидетельство СССР №695985, МПК С 04 В 26/18, 1977).

Время отверждения данной композиции выше, чем у предыдущего полимерного материала (2-3 часа), но не достаточно при использовании полученного материала для обработки больших поверхностей. При сравнительно коротком времени отверждения покрытия возникают перенапряжения по его толщине. Возможны неравномерность структуры слоя, повышается хрупкость, снижается прочность.

Известны композиции на основе олигомерных полиизонатов, полученных в среде первичных аминов гидросодержаших мономеров и олигомеров, таких как этиленгликоль, диэтиленгликоль, олигоэфиры (окись этилена, окись пропилена). (Энциклопедия полимеров, Полиуретановые лаки и эмали, М., Издательство “Советская Энциклопедия”, т.3, с.59-60, 1977 г.).

Недостатками этих материалов является использование при их отверждении вредных для здоровья человека и экологии веществ, получение вспененных полимерных композиций, повышенная жесткость композиций.

Известен пол, включающий покрытие, выполненное в виде слоя из полимерных композиций на основе термореактивных смол, промежуточный (грунтовочный) и бетонный подстилающий слой. (Авторское свидетельство СССР №842169, МПК Е 04 F 15/12, опубл. 1981 г.).

Недостаток такого пола состоит в том, что при использовании его в помещениях или на объектах с повышенным радиационным фоном затруднена его дезактивация.

Наиболее близкая полимерная композиция содержит минеральный порошок, воду и технологические добавки в смеси с олигомерным полиизоцианатом при температуре окружающей среды. Радиационно-стойкое покрытие, описанное в Свидетельстве Российской Федерации на полезную модель №25030, МПК Е 04 F 15/12, опублик. 2002, (прототип).

Недостатком прототипа является повышенная жесткость материала, приводящая к микротрещинам при низких и высоких температурах окружающей среды.

Данное изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Обычно изоционаты, реагируя с водой, генерируют неустойчивую карболиновую кислоту, которая разлагается на первичный амин и двуокись углерода.

Широко известна хрестоматийная реакция:

(Ю.С.Шабаров Органическая химия, М., Издательство “Химия”, 2000 г. с.371).

В результате этой реакции выделяемая двуокись углерода вспенивает полимерную композицию. Если карболиновая кислота будет устойчивой, то она сможет принять участие в реакции удлинения полимерной цепи без выделения двуокиси углерода, что позволит получать полимерные композиции с измененными физико-химическими свойствами: эластичность, прочность, равномерное растекание по поверхности, смачиваемости, адгезии, увеличение времени отверждения, гомогенности. Устойчивость карболиновой кислоты можно получить при значениях показателя рН в среде в пределах от 7,0 до 13,0 во время приготовления полимерной композиции.

Технической задачей изобретения является создание полимерной композиции с заданными физико-химическими свойствами: повышенной эластичностью, прочностью, равномерным растеканием по поверхности, смачиваемостью, улучшенной адгезией, увеличением времени отверждения, гомогенностью, повышенной радиационной стойкостью.

Поставленная техническая задача достигается тем, что полимерная композиция, включающая полиизоцианат, минеральный порошок, технологические добавки, содержит в качестве полиизоцианата олигомерный полиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.% в качестве технологических добавок полиметилсилоксан, диоктилфталат, хлорпарафин, глицерин и дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов в мас.%:

олигомерный полиизоционат с содержанием

изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.% 30,0-60,0

вода 7,0-25,0

полиметилсилоксан 2,0-5,0

диоктилфталат 1,5-3,0

хлорпарафин 1,5-3,0

глицерин 2,5-5,0

минеральный порошок остальное

В качестве олигомерного полиизоцианата композиция содержит различные олигоэфирполиизоцианаты (форполимеры), содержащие 1,9-8,9 мас.% концевых NCO-групп, являющиеся продуктами реакции различных простых или сложных олигоэфиров, например лапролов, с различными изоцианатами, (например, форполимер уретановый - компонент уретановый “Гермопласт ФП-1”, а также различные полимеризованные изоцианаты (олигомеры), модифицированные изоцианаты (олигомеры), например, марки суризон (см.каталог “Олигоэфиры. Изоцианаты. Системы”, Черкассы, 1987 г. с.3-17).

В качестве минеральных порошков композиция содержит различные минеральные наполнители, такие как тальк, двуокись титана, известь [Са(ОН)₂], маршалит, андезитовую муку в виде порошков и др. в зависимости от конкретного назначения полимерной композиции (в качестве клеев, герметиков, покрытий, строительных изделий).

В качестве полиметилсилоксана используют различные полиметилсилоксановые (кремнийорганические) жидкости, например ПМС - 200.

В нижеприведенных конкретных примерах используют олигомерный полиизоцианат, например, в виде уретанового форполимера (уретанового компонента) “Гермопласт ФП-1”, в качестве полиметилсилоксана - полиметилсилоксан ПМС - 200, в качестве минерального порошка - порошок извести [Са(ОН)₂]. Полимерная композиция работоспособна в интервале температур от минус 60° до плюс 100°С.

После отверждения полимерной композиции получаемая поверхность, образованная ею, характеризуется повышенной морозостойкостью, износостойкостью, химической и радиационной стойкостью, повышенной эластичностью твердостью.

Пример 1. Для изготовления покрытия используют олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 1,9 мас.% (продукт взаимодействия толуилендиизоцианата с простыми олигоэфирполиолами типа лапролов) в количестве 30 мас.%, воду в количестве 7%, диоктилфталат в количестве 1,5%, хлорпарафин в количестве 3%, полиметилсилоксан ПМС-200 в количестве 2 мас.%, минеральный порошок [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки 7,5, потеря текучести 5,5 часов, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 35 по Шору, условная прочность 0,6 МПа. Относительное удлинение при разрыве 400%.

Пример 2. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 5%, который был взят в количестве 40 мас. %, вода в количестве 12%, диоктилфталат в количестве 2,0%, хлорпарафин в количестве 2,5%, полиметилсилоксан в количестве 3,0%, минеральный порошок - порошок извести [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки 9,0, потеря текучести 4,5 часа, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 50 по Шору, условная прочность 3,5 МПа. Относительное удлинение при разрыве 450%.

Пример 3. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 7,4%, который был взят в количестве 50 мас.%, вода в количестве 20%, диоктилфталат в количестве 2,5%, хлорпарафин в количестве 2,0%, полиметилсилоксан в количестве 4,0%, минеральный порошок - порошок извести [Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки 11,0, потеря текучести 3,0 часа, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 60 по Шору, условная прочность 4,0 МПа. Относительное удлинение при разрыве 600%.

Пример 4. Для изготовления покрытия использовался олигомерный полиизоционат с содержанием изоцинатных групп 8,9%, который был взят в количестве 60 мас.%, вода в количестве 25,0%, диоктилфталат в количестве 3,0%, хлорпарафин в количестве 1,5%, полиметилсилоксан в количестве 5,0%, минеральный порошок - порошок извести[Са(ОН)₂] - остальное.

Смесь и полученный полимерный материал характеризовался следующими параметрами: рН водной вытяжки 13,0, потеря текучести 2,5 часа, твердость полученной пленки толщиной 2 мм при отверждении смеси 70 по Шору, условная прочность 9,0 МПа. Относительное удлинение при разрыве 850%.

Вводя в состав технологических добавок дополнительно целевые добавки, например красители, а для повышения твердости стеклянные шарики диаметром 70-50 Мкм или кварцевый песок различного грансостава, для увеличения эластичности и повышения времени потери текучести (жизнеспособность смеси) можно вводить гигроскопические вещества типа обезвоженного глицерина, можно менять физико-механические свойства полимерной композиции в широких пределах.

Настоящее изобретение относится к производству полимерных композиций и может быть использовано для склеивающих составов с герметизирующими свойствами в строительстве для изготовления пола, кровли и других покрытий из масс, наносимых на месте строительства. Технической задачей изобретения является повышение эластичности, прочности, равномерное растекание по поверхности, смачиваемость, улучшение адгезии, увеличение времени отверждения, гомогенность, повышенная радиационная стойкость. Технический результат достигается за счет того, что композиция содержит олигомерный полиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.%, воду, полиметилсилоксан, диоктилфталат, хлорпарафин, глицерин, минеральный порошок.

Полимерная композиция, включающая полиизоцианат, минеральный порошок, технологические добавки, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полиизоцианата олигомерный полиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 1,9-8,9, в качестве технологических добавок полиметилсилоксан, диоктилфталат, хлорпарафин, глицерин и дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олигомерный полиизоцианат с содержанием

изоцианатных групп 1,9-8,9 мас.% 30,0-60,0

Вода 7,0-25,0

Полиметилсилоксан 2,0-5,0

Диоктилфталат 1,5-3,0

Хлорпарафин 1,5-3,0

Глицерин 2,5-5,0

Минеральный порошок Остальное